원자력발전소 중대사고시 용융된 노심과 잔류냉각수가 증기폭발을 일으켜 원자로 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다. 본 연구에서는 증기폭발을 모사할 수 있는 실험 장치를 제작하고, 물과 프레온을 사용하여 증기폭발실험을 수행하였다. 이때 고속카메라를 사용하여 폭발현상을 관측하였고, 동압측정기와 압력분출관을 이용하여 생성되는 폭발압력과 기계적인 에너지를 계측하였다. 이를 토대로 증기폭발의 중요인자들(물의 온도, 물의 주입속도, 물의 주입 시간, 그리고 냉매의 깊이)에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 그리고, 압력용기 바닥의 구조물이 용융/냉각재의 반응에 미치는 영향을 살펴보기위하여 실험용기 내부에 그리드를 설치하여 폭발실험을 실시하였다. 물/프레온의 폭발실험에서 계측된 기계적에너지를 이용한 에너지효율은 0.5∼l.6%인 것으로 계산되었다.
Experimental studies hate been peformed to investigate vapor explosion phenomena which may threaten the containment integrity during severe accidents in nuclear power plants. In this study, experimental equipment is constructed for vapor explosion experiments, and the vapor explosion experiments were conducted using water/R22. During the experiments, water/R22 interaction phenomena were observed using the high speed camera, and the explosion pressure and released mechanical energy were measured with pressure transducer and pressure relief tube. And the effects of some important parameters-hot liquid temperature, hot liquid injection velocity, hot liquid injection velocity, hot liquid injection time, and cold liquid depth-were investigated on the vapor explosion. Also, the experiment with grid was conducted to study reactor -vessel-lower-structure effect on fuel/coolant interaction. Water/R22 explosion conversion ratios were measured between 0.5∼1.6%.
